(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の材料を運搬する一対のロール間において、張力またはカテナリー最下点位置の実績値と設定値との差分で前記ロールの速度設定値を補正してロールの速度制御を行いカテナリー最下点位置を一定に保つように制御を行う制御手段を備えた鉄鋼プロセスライン制御装置において、
前記ロールの加減速時に発生するカテナリーの最下点位置変化を補正するために、各加減速率、板厚の変化に対するカテナリーの最下点の所定位置に対する変化位置偏差を示す最下点補正テーブルを記憶手段に格納すると共に、前記制御手段が、前記変化位置偏差に従ってカテナリー最下点位置の前記設定値を補正した速度制御によりカテナリー最下点位置の位置制御を行うことを特徴とする鉄鋼プロセスライン制御装置。
【請求項２】
板状の材料を運搬する一対のロール間において、張力またはカテナリー最下点位置の実績値と設定値との差分で前記ロールの速度設定値を補正してロールの速度制御を行いカテナリー最下点位置を一定に保つように制御を行う制御手段を備えた鉄鋼プロセスライン制御装置において、
前記ロールの加減速時に発生するカテナリーの最下点位置変化を補正するために、各加減速率、板厚の変化に対するカテナリーの最下点の所定位置に対する変化位置偏差を示す最下点補正テーブルを記憶手段に格納すると共に、前記制御手段が、前記変化位置偏差に相当する張力補正量を求め、求めた張力補正量で張力の前記設定値を補正した速度制御に従ってカテナリー最下点位置の位置制御を行うことを特徴とする鉄鋼プロセスライン制御装置。
【請求項３】
前記制御手段が、前記記憶手段に少なくとも加減速時の張力の実績値を運搬する材料の種類毎に記憶させおき、記憶された張力の実績値に従って、材料に従って異なる加減速時の張力設定値を決めることを特徴とする請求項１に記載の鉄鋼プロセスライン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄鋼プロセスライン制御装置、特に加減速時のカテナリー制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、カテナリー位置指令器により演算されたカテナリー最下点の高さとカテナリーセンサにより検出されたカテナリー最下点の高さとの偏差に対応し、またはカテナリーセクションの張力が所定値を超過したときに、ブライドルロールの駆動装置の速度制御系に補正信号を入力させることで材料の送り速度を加減して、カテナリーセクションの過大張力、またはカテナリー最下点の高さの変動を抑制させるカテナリー制御があった(例えば下記特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−３０５７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のカテナリー制御では、材料を搬送する一対のブライドルロールのいずれか一方を速度制御する速度制御系と他方のブライドルロールをカテナリー位置が所定のレベルを維持できるようにする位置制御系があった。しかしながら、両制御ともライン速度が一定であるときはカテナリー形状がカテナリー最下点を中心に左右対称となり、センサによるカテナリー最下点の測定が可能で安定した制御を行うことができるが、ラインの加減速時にはカテナリーの形状が変化し、センサによるカテナリー最下点の測定ができなくなりカテナリー制御が安定しない状態が発生する場合がある。そしてこのときに、鋼板が設備の底に当たる「底ずれ」により、板に傷がついてしまい、極度に製品の品質を損なうことがあった。
【０００５】
この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、加減速時のカテナリー制御を安定させ、鋼板の設備内での底ずれを無くすことで製品の品質向上を図った鉄鋼プロセスライン制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、板状の材料を運搬する一対のロール間において、張力またはカテナリー最下点位置の実績値と設定値との差分で前記ロールの速度設定値を補正してロールの速度制御を行いカテナリー最下点位置を一定に保つように制御を行う制御手段を備えた鉄鋼プロセスライン制御装置において、前記ロールの加減速時に発生するカテナリーの最下点位置変化を補正するために、各加減速率、板厚の変化に対するカテナリーの最下点の所定位置に対する変化位置偏差を示す最下点補正テーブルを記憶手段に格納すると共に、前記制御手段が、前記変化位置偏差に従ってカテナリー最下点位置の前記設定値を補正した速度制御によりカテナリー最下点位置の位置制御を行うことを特徴とする鉄鋼プロセスライン制御装置等にある。
【発明の効果】
【０００７】
この発明では、加減速時のカテナリー制御を安定させ、鋼板の設備内での底ずれを無くすことで製品の品質向上を図った鉄鋼プロセスライン制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１による鉄鋼プロセスライン制御装置の構成を示す図である。
【図２】ライン速度一定時のカテナリー形状を説明するための図である。
【図３】この発明によるカテナリー最下点補正テーブルの一例を説明するための図である。
【図４】この発明の実施の形態２による鉄鋼プロセスライン制御装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明による鉄鋼プロセスライン制御装置を各実施の形態に従って図面を用いて説明する。なお、各実施の形態において、同一もしくは相当部分は同一符号で示し、重複する説明は省略する。
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による鉄鋼プロセスライン制御装置の構成を示す図である。図１において、Ｐは運搬する材料である鋼板、１，２は回転しながら鋼板Ｐを運搬するブライドルロール(説明の便宜上、２つのブライドルロール１，２について説明し、以下単にロールとする)、３，４はロール１，２を回転させるモータ、５は設備内の張力を測る例えばロール１に設置された張力計、６は設備内での鋼板Ｐの最下点位置を測るカテナリーセンサ、７，８はロール１，２の速度を調整するＡＳＲ(Automatic Speed Regulating：自動速度調整機)、９は速度設定値を出力するライン速度基準出力部(マスター)、１０はモータ３の回転からロール１の速度を計測するためのＰＬＧ(Pulse Generator：パルス発生器)、１１はカテナリー最下点補正テーブル、さらに、２１は計算部、２２−２５は演算部、２６，２７はスイッチである。
【００１１】
なお、ライン速度基準出力部９、カテナリー最下点補正テーブル１１、計算部２１、演算部２２−２５、スイッチ２６，２７からなる部分は制御手段１００を構成し、その機能を概略的に示すものであり、例えばコンピュータ等で構成され得る。
【００１２】
また鉄鋼プロセスライン制御装置はメモリ等からなる記憶手段(図示省略)を備え、例えば以下のものを格納している。
各種鋼板毎のカテナリー最下点補正テーブル(カテナリー最下点補正テーブル１１)
各種鋼板毎の張力設定値(演算部２４)
各種鋼板毎のカテナリー最下点位置設定値(演算部２５)
各種鋼板毎の速度設定値(ライン速度基準出力部９)
ロールスパン長Ｓ
ロール間を結ぶ線とカテナリーセンサとの距離
【００１３】
ＡＳＲ７，８は、張力計５からの張力実績値(＊１)、カテナリーセンサ６からの位置実績値(＊２)、演算部２４で求める張力実績値(＊１)と張力設定値との差分に従った補正値、演算部２５で求める位置実績値(＊２)と位置設定値との差分に従った補正値、演算部２３により上記補正値により補正されるライン速度基準出力部９からの速度設定値、ロール１を駆動させるモータ３に設置されたＰＬＧ１０より検出される速度実績値を基にモータ３の制御を行う。
【００１４】
＜ライン速度一定時の制御＞
最初にライン速度が一定の時の制御を説明する。制御手段１００は例えばＰＬＧ１０からのロール１の回転速度を示す信号に従ってライン速度が一定か加減速状態にあるかを判断する。ライン速度一定時は図２に示すようにカテナリー形状が、カテナリー最下点を中心に左右対称となりカテナリーセンサ６によるカテナリー最下点の測定が可能で安定した制御を行うことができる。ライン速度一定の場合、図１の制御手段１００のカテナリー最下点補正テーブル１１、計算部２１、演算部２２の機能は使用されない。
【００１５】
鉄鋼プロセスライン制御装置は張力制御とカテナリー最下点位置制御を行う。張力制御の場合、スイッチ２６をＯＮ、スイッチ２７をＯＦＦとする。
【００１６】
材料である鋼板Ｐは、それぞれのモータ３，４で駆動される複数のロール１，２で通板される。ロール１，２間で鋼板Ｐのカテナリー量(隣接するロール間にある鋼板の量)を一定に保つために、例えばライン方向の上流側のロール１に設置された張力計５で、設備内の張力実績値(＊１)を計測し、例えば外部からの鋼板Ｐの鋼板情報(鋼板の種類、板厚、板幅、単位長あたりの重量Ｗ等を含む)に対応する張力設定値と演算部２４で比較を行う。そしてその差分に従った補正値で、演算部２３でライン速度基準出力部９の出力である鋼板Ｐの鋼板情報に対応するモータ３の速度設定値を補正することで速度を変化させ、張力値を張力設定値に保つように制御を行う。
【００１７】
張力設定値は材料毎に設定され、その設定値を保持することでカテナリー最下点位置が一定に保たれることとなる。張力の設定値より実績値が低い場合、鋼板への張力が弱いため、鋼板Ｐが弛む。そのため、上流側のロール１の速度を遅くして、張力を強くすることで鋼板Ｐのカテナリー最下点位置を一定に保たせる。
【００１８】
カテナリー最下点位置制御の場合、スイッチ２７をＯＮ、スイッチ２６をＯＦＦとする。カテナリーセンサ６を処理設備の中央(例えば２つのロール１，２間の中央)に設置し、カテナリー最下点の高さ(センサからの距離)を計測する。その最下点位置実績値(＊２)を例えば外部からの鋼板Ｐの鋼板情報に対応する位置設定値と演算部２５で比較し、その差分を補正値として、演算部２３でライン速度基準出力部９の出力である鋼板Ｐの鋼板情報に対応するモータ３の速度設定値を補正することで、位置実績値を設定値に保つように制御している。位置を設定値に保つとカテナリー最下点位置も一定となる。実績値が設定値より低い場合、カテナリー最下点が下がりすぎているのでライン方向の上流側のロール１の速度を遅くして、鋼板の位置を上げることでカテナリー最下点を一定に保たせる。
【００１９】
両制御とも、ライン速度基準値すなわちそれぞれの速度設定値を補正分で補正することにより、カテナリー制御を安定させる。
【００２０】
＜加減速時の制御＞
次に加減速時の制御を説明する。加減速時制御では、ＰＬＧ１０より速度を計測し、その速度値の変化から加減速率を算出し、加減速率とカテナリー位置設定値を基に鋼板最下点補正量を算出する。算出した補正量でカテナリー最下点位置設定値または張力設定値を補正する。
【００２１】
設定値より実績値が低い場合は、カテナリー最下点が低い位置にあるため、張力制御では張力を強め、速度制御はロール１の速度を遅め、カテナリー最下点が下がらないように制御を行う。
【００２２】
そして最下点補正量を各設定値(カテナリー最下点位置設定値、張力設定値)に加えるのは加減速時のみで、ライン速度が一定となったら補正値はゼロとし上記ライン速度一定時の制御を行う。
【００２３】
次に鋼板Ｐの最下点補正量の算出方法について説明する。上述のように図２に示すように、ライン速度一定時にはロール１，２の間に安定したカテナリーが形成されるのでカテナリー最下点の位置は容易に計測できる。しかし、加減速時は図１のように、カテナリーの形状が変化し、カテナリーセンサ６の位置は動かすことができないため、最下点の位置を計測することができない。
【００２４】
そこで、例えば図３に示すような加減速率と板厚からカテナリーセンサ６の位置における通常時の最下点(すなわち位置設定値の位置または所定位置)からの最下点位置偏差(Δｈ)を求めるカテナリー最下点補正テーブル１１を予め作成して記憶手段に格納しておき、算出した加減速率と、例えば鋼板情報に含まれる板厚、または板厚センサ(図示省略)等から得られる板厚に基づきカテナリー最下点補正テーブル１１を使用して最下点位置偏差Δｈを求める。そして最下点位置偏差Δｈを用いて鋼板最下点補正量(カテナリー(最下点位置)補正量１４)を求める。なお、このカテナリー最下点補正テーブル１１は鋼板情報に基づく各種鋼板毎に準備して、鋼板の種類に従って対応するテーブルを使用するようにしてもよい。さらに図３に示す加減速率と板厚から最下点位置偏差Δｈを求めるテーブルを板幅毎に準備しておき、板幅も最下点位置偏差Δｈを求めるファクタに加えてもよい。
【００２５】
そしてカテナリー最下点位置制御の場合(スイッチ２７がＯＮ、スイッチ２６がＯＦＦ)、カテナリー位置設定値をカテナリー最下点位置補正量で補正することで、加減速時のカテナリー最下点位置を調整することができる。すなわち位置設定値を、カテナリー最下点位置補正量で補正した位置設定値とし、演算部２５で最下点位置実績値(＊２)と比較し、その差分を補正値として、演算部２３でライン速度基準出力部９の出力である速度設定値を補正することで、位置実績値を設定値に保つように制御している。
【００２６】
一方、張力制御の場合には(スイッチ２７がＯＦＦ、スイッチ２６がＯＮ)、以下の補正をかける。前述の加減速率と板厚、板幅からセンサ位置における最下点位置偏差Δｈを示すテーブル１１を用いて、計算部２１で、下記式(１)に示すカテナリーと張力との関係式より加減速時の張力値を求める。
【００２７】
Ｔ＝(Ｗ×Ｓ２)／８Ｄ２        (１)
【００２８】
ここで、Ｔは張力、Ｗは単位長あたりの重量、Ｓはロールスパン長、Ｄはカテナリーの深さを示す。重量Ｗは鋼板情報から得られ、ロールスパン長Ｓは記憶手段から得られ、カテナリーの深さＤは、カテナリー最下点位置設定値またはカテナリーセンサ６の位置実績値を記憶手段から得られるロール間を結ぶ線とカテナリーセンサとの距離から差し引くことで得られる。
【００２９】
そして式(１)より、加減速時のカテナリーセンサ６の位置実績値(＊２)に基づく深さＤから求める張力Ｔと、位置設定値である目標の高さ基づく深さＤから求める張力Ｔを算出し差分を求める。そしてこの差分を補正値として演算部２２で張力設定値を補正し、補正した張力設定値を張力設定値として演算部２４で張力実績値(＊１)と比較を行い、そしてその差分に従った補正値で、演算部２３でライン速度基準出力部９の出力である速度設定値を補正することで速度を変化させ、張力値を張力設定値に保つように制御を行う。
【００３０】
実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２による鉄鋼プロセスライン制御装置の構成を示す図である。図４の制御装置では、上述の鋼板最下点補正量(カテナリー(最下点位置)補正量１４)の算出から加減速時のカテナリー調整を行う回路に、各材料に最適な張力設定を行うために計算部１２を設けた。この計算部１２は、
ａ）加減速時の張力計５からの張力実績値(＊１)、
ｂ）カテナリーセンサ６からの位置実績値(＊２)(カテナリー最下点ではない)、
ｃ）モータ３に取り付けているＰＬＧ１０からのロール速度実績値、
ｄ）鋼板情報に含まれる例えば鋼板の板厚、
ｅ）算出したカテナリー(最下点位置)補正量１４
を取り込み、材料(鋼板)毎の張力、ロール速度を学習させる。そして多くの材料のデータを記憶手段に記憶させておく。そしてこのデータを基に、異なる材料でも計算部１２から加減速時の最適な張力値を設定、調整することができる。
【００３１】
例えば、取り込んだ上記ａ）〜ｅ）において、ｂ）カテナリーセンサ６からの位置実績値(＊２)、ｃ）モータ３に取り付けているＰＬＧ１０からのロール速度実績値、ｄ）鋼板情報に含まれる例えば鋼板の板厚、が同じパターンの組み合わせで、ｅ）算出したカテナリー(最下点位置)補正量１４、がゼロの時のａ）加減速時の張力計５からの張力実績値(＊１)を張力設定値とする。
【００３２】
なお、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、可能な組み合わせを全て含む。
【符号の説明】
【００３３】
１，２  ブライドルロール、３，４  モータ、５  張力計、６  カテナリーセンサ、７，８  ＡＳＲ、９  ライン速度基準出力部、１０  ＰＬＧ、１１  カテナリー最下点補正テーブル、１２，２１  計算部、２２〜２５  演算部、２６，２７  スイッチ、１００  制御手段。
【要約】
【課題】加減速時のカテナリー制御を安定させ、鋼板の設備内での底ずれを無くすことで製品の品質向上を図った鉄鋼プロセスライン制御装置を提供する。
【解決手段】板状の材料を運搬する一対のロール間において、張力またはカテナリー最下点位置の実績値と設定値との差分で前記ロールの速度設定値を補正してロールの速度制御を行いカテナリー最下点位置を一定に保つように制御を行う制御手段を備えた鉄鋼プロセスライン制御装置において、前記ロールの加減速時に発生するカテナリーの最下点位置変化を補正するために、各加減速率、板厚の変化に対するカテナリーの最下点の所定位置に対する変化位置偏差を示す最下点補正テーブルを記憶手段に格納すると共に、前記制御手段が、前記変化位置偏差に従ってカテナリー最下点位置の前記設定値を補正した速度制御によりカテナリー最下点位置の位置制御を行う。
【選択図】図１【図１】
0005231660.tif 000002
【図２】
0005231660.tif 000003
【図３】
0005231660.tif 000004
【図４】
0005231660.tif 000005